3S技術在鐵路項目竣工環保驗收調查中的綜合應用探討

潘言勇

(1.貴州綠興清源環保有限責任公司，貴州 貴陽 550002；2.貴州省環境工程評估中心，貴州 貴陽 550002)

1 引言

3S技術是RS(Remote Sensing，遙感技術)、GIS(Geographic Information Systems，地理信息系統)和GPS(Global Positioning System，全球定位系統)的組合名稱[1]。

隨著3S技術的發展，從多源遙感數據中提取各種空間、時間尺度上的生態環境變化信息成為可能[2]。以奧維互動地圖、Arc GIS平臺和便攜式GPS終端等相關軟件和設備作為3S技術的典型代表，在鐵路項目竣工環保驗收調查工作中得到綜合應用，輔助環保驗收調查從業者開展調查工作，提升工作效率、減少工作強度和降低工作成本。通過在安順至六盤水鐵路(客運專線)環保驗收調查工作的實踐基礎，歸納總結了幾種綜合應用3S技術輔助環保驗收調查的方法。

2 依托項目概況

安順至六盤水鐵路(客運專線)東接安順西站，向西經過安順市的西秀區、普定縣，六盤水市的六枝特區、水城區、鐘山區，在六盤水樞紐水城車站接軌后引入六盤水站。項目正線長度為117.857 km，在安順境長度28.4 km，六盤水境長度89.457 km；正線數目為雙線，最高車速為250 km/h，鐵路等級為國鐵I級。項目共新建5個車站，改建六盤水樞紐水城車站，利用既有安順西站和六盤水站。

項目區位于云貴高原中部，通過溶蝕丘陵區、侵蝕構造低中山區和高原構造盆地區等3個地貌單元。

3 應用案例

3.1 前期內業應用

安順至六盤水鐵路(客運專線)里程長，聲環境敏感目標、振動環境敏感目標、水環境敏感目標、取(棄)土場、臨建設施等調查對象較多，且分布較散，按照傳統調查手段開展工作，增加了調查工作的強度與成本。

在工作實踐中，驗收調查準備階段利用奧維互動地圖可調用高分辨率天地圖影像，支持Arc GIS的Shape、Google Earth的KML(Keyhole Markup Language，標記語言)、GPS的GPX(GPS eXchangeFormat, GPS交換格式)等多種格式數據，具備距離測量、面積測量、對象標記、離線數據查看等功能，結合Arc GIS數據格式轉換功能，制定外業調查方案。可提前在奧維互動地圖中標記調查對象，將提前完成標記的調查對象文件和項目路線文件導入GPS或奧維互動地圖APP中，根據調查對象分布情況，合理規劃調查路線，利用GPS實時定位導航功能實施導航尋點，輔助現場調查。實施程序為：

①收集項目的環評報告、項目總平面布置圖、逐樁坐標表、各調查對象位置信息(包括樁號、方位距離)等資料。②針對柵格數據需開展矢量化或地理配準等數據預處理工作[3]，對于矢量數據需進行數據格式轉換和格式統一，各類數據需轉化成統一坐標系統。③在Excel軟件對逐樁坐標表逐點梳理，通過Arc GIS平臺的“文件->添加數據->添加XY數據”將整理好的樁號點坐標批量導入Arc GIS形成點文件圖層。利用做好的點文件圖層通過Arc GIS平臺的“ArcToolbox->Data Management Tools->Features->Points To Line”轉化成線文件圖層并導出數據，即可獲得項目帶樁號的路線Shape矢量文件。④在現場調查前，利用Arc GIS平臺的“ArcToolbox->conversion Tools->To KML->Layer To KML”[4]處理得到帶樁號的項目路線KML文件。⑤利用環評報告環境敏感目標清單、取(棄)土場臺賬、臨建設施臺賬等資料中調查對象的地理位置信息，結合對項目沿線高分辨率衛星影像的譯讀，將聲環境敏感目標、振動環境敏感目標、水環境敏感目標、取(棄)土場、臨建設施等調查對象預標記于奧維互動地圖上(圖1)，并將標記對象導出為KML文件。⑥將以上KML文件導入奧維互動地圖APP進行交互使用，制定詳細的外業調查方案，提前規劃合理的外業調查路線(圖2)，輔助外業調查工作，以減少繁重的外業調查工作。

圖1 奧維互動地圖調查對象預標記

圖2 奧維互動地圖調查方案規劃路線

3.2 外業調查應用

在鐵路項目環保驗收調查外業工作中，通常使用交通工具為汽車，無法在鐵路線上行駛并沿著鐵路線進行逐點開展調查，導致調查工作難度和強度增加。故利用前期內業制定的詳細調查方案，借助3S技術綜合應用輔助外業調查工作顯得格外重要。實施程序為：

①在外業調查前利用奧維互動地圖查閱項目路線與沿線調查對象的位置關系，調查對象周邊地形地貌概況，對項目建設區及調查對象周邊環境進行初步了解。②在外業調查過程中，利用奧維互動地圖APP導航功能，按照調查方案實施導航尋點(圖3)，快捷精確的尋找調查對象位置。③利用奧維互動地圖的測距、測面積功能輔助調查工作，測算調查對象占地面積及調查對象與路線距離(圖4)。④在調查現場，結合手機GPS定位、高分辨率衛星影像譯讀和現場勘查情況等對預先標記的調查對象信息進行核實、勘誤，將糾正后的信息更新標記于奧維互動地圖中，便于后期內業資料整理及成果輸出。

3.3 后期內業應用

3.3.1 奧維互動地圖數據信息化管理

鐵路項目環保驗收調查工作需保存大量現場照片，記載沿線環境敏感目標現狀、生態環境現狀、照片拍攝位置，可作為環境影響分析和編寫驗收調查報告的資料，而傳統的照片存檔方式不利于索引照片，無法便捷、直觀地辨識照片拍攝位置、拍攝對象及拍攝點周邊環境概況。

圖3 奧維互動地圖APP現場導航尋點

圖4 奧維互動地圖APP測量輔助調查

通過實踐，可通過使用含有GPS模塊的相機進行照片拍攝，拍攝的同時文件記錄有拍攝地點的地理信息，然后利用Google公司Picasa 3軟件的“工具->地理標記->導出到Google文件”將含地理信息的照片轉化為kmz格式文件，并導入奧維互動地圖中，即可實現對調查過程照片的查閱和管理(圖5)。另外，在前期內業工作中預標記的調查對象經過現場的勘誤及后期內業的分類整理后，可利用奧維互動地圖對其信息化管理(圖6)。

圖5 奧維互動地圖拍攝照片管理界面

圖6 奧維互動地圖調查對象管理界面

3.3.2 利用Arc GIS輔助環境影響分析及生態專題制圖

通過收集項目區行政區劃圖、水系圖、植被類型分布圖、生態敏感區規劃界線圖等基礎數據。利用Arc GIS平臺，將前期內業制作的項目路線矢量文件與通過數據預處理的生態要素基礎數據進行交互疊圖分析，得出鐵路項目建設范圍與生態要素的位置關系，再結合現場調查情況，分析鐵路建設對生態要素的影響情況。并將交互分析結果輸出，制作生態專題圖件。實施程序如下。

①收集項目區行政區劃圖、水系圖、生態敏感區規劃界線圖等基礎數據。②針對柵格數據需開展矢量化或地理配準等數據預處理工作，對于矢量數據需進行數據格式轉換和格式統一，各類數據需轉化成統一坐標系統。③將各類生態要素基礎數據及項目路線矢量文件導入Arc GIS中，即可對項目和生態要素進行疊加分析(圖7、圖8)。

另可借助Arc GIS平臺緩沖區分析功能，劃定項目生態環境、聲環境、大氣環境、環境振動等環境要素的驗收調查范圍。還可借助Arc GIS平臺對項目環評推薦選線方案與項目實際建設路線進行疊加分析及緩沖區分析[5]，可統計整理出實際建設路線較環評推薦選線方案線位橫向位移超過200m范圍的里程，以便判別項目是否屬重大變動。

圖7 項目調查區水系

圖8 項目與環境敏感區位置關系

4 結語

本文通過以上具體案例歸納總結了 3S技術在鐵路項目竣工環保驗收調查工作中的應用經驗。通過對Arc GIS和奧維互動地圖等軟件平臺及GPS終端的綜合應用，可提前了解項目現場環境概況，制定詳細外業調查方案，利用導航功能、測距功能等輔助外業調查工作，為后期內業數據處理、資料管理及成果輸出提供平臺等。從而保證工作質量，提升工作效率，降低工作成本。隨著環保工作信息化和3S技術的發展，可為以后的線性工程項目環境影響評價、生態環境監測和環保驗收調查工作等提供借鑒和參考。